摘要：本科畢業(yè)設計是系統(tǒng)提升學生工程設計能力和創(chuàng)新意識的重要載體。本文以寧波大學環(huán)境工程專業(yè)為例，基于新工科建設和工程教育專業(yè)認證對畢業(yè)設計的要求，著重分析了本科畢業(yè)設計的現(xiàn)狀和存在問題，并從指導教師能力提升、選題、過程指導和答辯管理等方面提出了提高學生畢業(yè)設計質量的途徑，進而提升環(huán)境工程專業(yè)學生創(chuàng)新性解決復雜環(huán)境工程問題的能力。

關鍵詞：新工科；OBE理念；環(huán)境工程；本科畢業(yè)設計；質量提升

1概述

為培養(yǎng)具有國際競爭力的創(chuàng)新型應用技術人才，提升我國高等教育的國際競爭力，近年來許多高校紛紛根據工程教育認證標準重新修訂人才培養(yǎng)方案并進行課程教學改革［13］。工程教育認證以產出為導向（OutcomebasedEducation，OBE），注重學生工程實踐能力的培養(yǎng)，有利于促進專業(yè)教育水平的持續(xù)提高。同時，隨著國家創(chuàng)新驅動發(fā)展、“互聯(lián)網+”“一帶一路”“中國制造2025”“碳達峰碳中和”等重大戰(zhàn)略的實施，又迫切需要高校創(chuàng)新工程教育的理念，進行“新工科”建設［47］?！靶鹿た啤苯ㄔO凸顯了不同學科間的交叉融合，同時也更注重學生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［8］。

新工科建設與工程教育專業(yè)認證，在實質上都是以學生為中心的工程人才培養(yǎng)［9］。而畢業(yè)設計作為高校本科工程教育人才培養(yǎng)的最后一個綜合性實踐環(huán)節(jié)，學生可以在教師指導下運用大學三年多所學的基本理論、專業(yè)知識和基本技能系統(tǒng)、深入地研究某一生產和科研問題，以培養(yǎng)學生的工程設計能力、科研素養(yǎng)、創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力，這既是對專業(yè)知識的一個應用實踐期和能力水平提升期，也是新工科環(huán)境下教學的一個絕佳考核期［1011］。如何利用好畢業(yè)設計這一環(huán)節(jié)，提升學生設計水平和本科畢業(yè)設計質量，更好地發(fā)展“新工科+OBE理念”的新型教育，是本文的研究目的。因此，本文從新工科和OBE理念視角，基于寧波大學環(huán)境工程專業(yè)本科畢業(yè)設計現(xiàn)狀，著重分析了近幾年畢業(yè)設計過程中存在的問題，探討了提高學生工程設計能力的途徑，并規(guī)范了畢業(yè)設計全過程指導，以期提高工科畢業(yè)設計質量，也為其他工科專業(yè)起到輻射和示范作用。

2畢業(yè)設計現(xiàn)狀及問題分析

為了適應新工科培養(yǎng)理念和工程教育認證要求，突出訓練學生的工程設計能力，我校環(huán)境工程專業(yè)本科畢業(yè)設計類型自2019年起全部改為工程設計類。設計過程包括選題、開題論證、工程設計、中期檢查、設計成果完成及答辯等階段。綜合分析畢業(yè)設計的現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)主要存在以下問題：

2.1選題階段

畢業(yè)設計最關鍵的就是選題，選題質量是決定學生畢業(yè)設計質量的首要因素［1213］。為了保證畢業(yè)設計的質量，我校每年10月中下旬啟動畢業(yè)設計的出題選題工作。寧波大學環(huán)境工程專業(yè)近5年參與畢業(yè)設計的學生每年為14～26人，2019—2023年畢業(yè)設計題目類型分布如圖1所示。

由圖1可見，近幾年設計類型逐漸豐富，主要包括工藝設計類、市政管網設計類、環(huán)保設備設計類和規(guī)劃設計類，題目覆蓋面比較廣，基本包括了環(huán)境工程需要解決的復雜工程問題的設計種類。但是，工藝設計類占比超過85%，其中水處理工藝設計數量最多，超過設計總量的50%；市政管網設計、環(huán)保設備設計及規(guī)劃設計類每年僅有1～2項，說明指導教師偏重于工藝設計類題目，尤以水處理工藝設計為主，也從側面說明了指導教師工程背景相對較少且種類單一。這是因為本專業(yè)大部分教師的科研方向偏向于給水凈化和污水處理，且每年的設計內容相似度較高，缺乏一定的創(chuàng)新性，不利于學生綜合能力的提高，也限制了學生選題的多樣性。

同時，本專業(yè)畢業(yè)設計選題主要來源于實際工程或結合教師教學、科研的虛擬工程，偏向解決實際工程設計問題的題目相對較少，設計成果較少應用到實際中。此外，由于新進教師大多缺乏工程實踐經驗，在選題方向上把握不夠準確，導致課題工程背景薄弱，從選題開始就已經無法保證畢業(yè)設計的質量；課題工作量較大，面對一人一題的選題模式，學生壓力較大；教師出題一般也較少考慮到學生的專業(yè)興趣和個人能力等方面的差異，導致部分學生的主觀能動性較差，畢業(yè)設計質量因此偏低。

2.2開題論證階段

設計方案的合理性會直接影響畢業(yè)設計的進度和質量。選題結束后，學生需要根據任務書要求，開展文獻資料收集、工程背景調研、資料整理利用，并于11月下旬提交文獻綜述及開題報告等材料。畢業(yè)設計選題與開題論證的時間間隔較短（僅1月左右），學生熟悉題目、查閱文獻、資料收集整理、學習相關軟件的時間較短。圖2為近5年我校環(huán)境工程專業(yè)本科畢業(yè)生就業(yè)情況分布。由圖2可見，近年來，由于就業(yè)壓力日益嚴峻，本專業(yè)80%以上的學生都會選擇報考研究生或公務員，而大四上學期正是考試復習的關鍵時期，因此學生用在開題準備的時間就更加有限。

由于時間緊，任務重，學生對設計選題的理解多浮于表面；開題論證時發(fā)現(xiàn)部分學生對國內外的工程技術現(xiàn)狀了解不全面，對類似工程資料的分析利用能力欠缺，導致文獻綜述僅僅是對相關文獻的“綜”而無“述”，開題報告中對設計方案的選擇論證證據不充分，同時也較少考慮環(huán)境、經濟、社會、運行、管理等方面的問題，導致所選的設計工藝與實際嚴重脫節(jié)，工程應用可行性較低。

2.3設計階段

設計階段是整個畢業(yè)設計過程中最重要、投入時間最多的階段，一般在每年的12月—次年4月進行，學生要通過實驗或調研優(yōu)選方案，編制設計說明書，進行設計計算和工程圖紙繪制，最終呈現(xiàn)設計成果。但是，由圖2可以看出，本專業(yè)的考研升學率逐年上升，大部分學生在設計階段都面臨著研究生復試、公務員或就業(yè)面試等，導致畢業(yè)生很難將精力全部投入畢業(yè)設計過程。這就導致學生提交的畢業(yè)設計初稿存在諸如繪圖不規(guī)范、設計參數選取不合理、設計說明書計算錯誤較多、項目概算和運行不合理、文本格式排版不美觀、文獻引用雜亂無章等問題，需要經過多次修改才能符合要求。

2.4評閱答辯階段

我校的畢業(yè)設計評閱工作主要由指導教師、交叉評閱教師和答辯小組評閱共同完成，而行業(yè)或企業(yè)專家的參與度較低，這也不符合新工科及工程教育認證的要求。同樣地，答辯過程中，行業(yè)或企業(yè)專家參與度亦不高；部分學生對答辯工作不重視，讀圖說圖不夠熟練，PPT演講表達能力差距比較明顯。

3畢業(yè)設計質量提升途徑探索

新工科背景下基于OBE理念的教學設計需要以學生為中心，以能力產出為導向。畢業(yè)設計應尤其注重學生綜合能力的訓練，以工程能力培養(yǎng)為目標，以畢業(yè)設計質量提升為抓手，從指導教師到學生，從選題到方案開題論證，到設計階段的工藝比選、設計計算和經濟概算，再細化到各階段的具體指導，最后完成畢業(yè)設計答辯，實現(xiàn)本科畢業(yè)設計質量的全面提升［14］。針對環(huán)境工程畢業(yè)設計存在的問題，具體可以從以下幾方面進行探索研究。

3.1提高指導教師工程能力，加強校企聯(lián)合培養(yǎng)力度

教師的工程能力與實踐經驗對畢業(yè)設計選題、開題論證及設計階段的學業(yè)指導至關重要［12］。目前我校大部分專業(yè)教師的教育和從業(yè)經歷相對簡單，較少涉及實際工程的應用，工程設計指導水平較低，因此必須要提高指導教師的工程能力，同時聯(lián)合行業(yè)、企業(yè)，共同進行畢業(yè)設計指導。具體方法如下：（1）每年選題開始前邀請工程經驗豐富的教師或設計行業(yè)工程師進行工程設計培訓，并對缺乏工程經驗的青年教師進行傳幫帶指導。（2）每年聘請行業(yè)、企業(yè)工程經驗豐富的專家來校培訓，尤其是關于不斷更新的工程技術標準、工程制圖規(guī)范及企業(yè)應用需求等，使得高校教師及時適應日益嚴格的新標準和新需求。（3）從學?；驅W院層面加強與行業(yè)、企業(yè)的合作，建立穩(wěn)定的產學研合作基地，定期委派教師利用假期或周末時間到企業(yè)接受工程培訓；同時鼓勵教師與企業(yè)間的科研合作，共同解決企業(yè)生產實踐問題，以提高教師自身工程實踐能力，還可將科研課題轉化為畢業(yè)設計選題。（4）聘請行業(yè)或企業(yè)工程經驗豐富的工程師、專家等作為校外兼職導師，實行校企雙導師指導，加強校企聯(lián)合培養(yǎng)力度，確保企業(yè)導師的參與度，同時實現(xiàn)校內指導教師工程實踐能力和學生工程設計能力的雙提高。

3.2加強選題環(huán)節(jié)管理，注重因才設題

設計選題是保證畢業(yè)設計質量的基礎，為了提高畢業(yè)設計的質量，務必加強選題環(huán)節(jié)的管理，具體措施包括：（1）通過大三暑期的生產實習使學生深入了解行業(yè)、企業(yè)的工程項目運行情況，趁機對學生的工程興趣和愛好偏向進行問卷調查，以便于指導教師出題時充分考慮學生興趣和社會需求，設計出有吸引力、貼合企業(yè)實際需求的畢設題目，從而體現(xiàn)以學生為中心的培養(yǎng)理念。（2）教師設計選題時要充分考慮學生的知識水平和能力水平，要有一定的難度梯度，以適應不同能力的學生選題，達到提高學生工程能力和因才設題的目的；同時學生還可以根據自身情況提前與目標導師聯(lián)系，這樣設計出來的選題能更好地貼合學生實際情況，充分調動學生的積極性和主動性。（3）指導教師設計選題時應與時俱進，引入“新工科”教育理念，積極邀請行業(yè)或企業(yè)導師參與選題環(huán)節(jié)，根據國家政策導向、社會需求和企業(yè)生產運行過程中亟須解決的工程問題，確定相應的題目和研究方向。（4）為滿足學生對不同學科知識的融會貫通，還可為跨專業(yè)考研的學生設立校內“雙師制”指導模式，即本專業(yè)指導教師與其他專業(yè)教師（如計算機、化工、機械、海運、海洋、力學、建筑學等）共同指導，進行交叉學科的應用研究，以求培養(yǎng)交叉學科人才，增強學生讀研或就業(yè)競爭力。

3.3加強專業(yè)課程設計過程訓練，緩解畢業(yè)設計與考研、就業(yè)的時間沖突

由于畢業(yè)設計時間節(jié)點與學生考研、考公和找工作的時間嚴重沖突，畢業(yè)設計的質量很難有效保證，因此可以將畢業(yè)設計開始時間提前到大三結束的暑假，即生產實習結束后，“趁熱打鐵”進行選題，既可以充分發(fā)揮學生的主觀能動性，又可以提前協(xié)調好畢業(yè)設計和考研、就業(yè)之間的時間分配。

此外，畢業(yè)設計是對近三年所學專業(yè)知識和技能的綜合運用，因此建議加強專業(yè)課程的設計過程訓練。本專業(yè)安排了較多的工程實踐能力訓練，包括獨立設課的“工程制圖與計算機繪圖”“水污染控制工程課程設計”“大氣污染控制工程課程設計”“固體廢物處理處置課程設計”，還在諸多專業(yè)課程教學中安排了設計大作業(yè)的訓練，如“物理性污染控制工程”“泵與泵站”“給水排水管網系統(tǒng)”“建筑給排水工程”“環(huán)境工程概預算”“工程項目管理”等課程。只有在前期的專業(yè)課程設計實訓環(huán)節(jié)達到了熟練應用環(huán)境工程基本理論、專業(yè)知識、設計標準和規(guī)范、設計手冊及繪圖工具等解決相關課程設計問題時，到了畢業(yè)設計階段才會胸有成竹，設計過程才能游刃有余，輕松圓滿地完成任務。所以必須強化課程設計過程訓練，嚴格評價標準，保證學生課程目標高質量達成，只有這樣才能保證畢業(yè)設計的質量提升，同時又可以緩解畢業(yè)設計過程與學生考研或就業(yè)求職的時間沖突。

3.4細化指導過程，創(chuàng)新性培養(yǎng)學生的工程能力

畢業(yè)設計過程指導是保證畢業(yè)設計質量的關鍵，也是后期答辯的基礎，因此可以細化指導過程，制訂合理的指導方案，有計劃、有針對性地分階段指導，實現(xiàn)全過程地培養(yǎng)和提高學生的工程能力。

首先，指導教師可以根據學生特點及選題內容，提前在畢業(yè)設計系統(tǒng)下達任務書，任務書中應該包括項目背景和概況、主要任務和目標、主要設計內容和基本要求、設計成果要求、進度安排及主要參考資料清單等內容。任務書下達后，指導教師應盡快開展對學生進行資料收集、文獻綜述和開題報告的專項輔導，以提高學生的學習效率。

其次，在開題論證階段，指導教師應提前對學生的開題材料（文獻綜述、開題報告）進行審核，對存在的問題進行指導，指導學生追蹤學術前沿、綜合分析各類資料，尤其是如何根據項目需求和存在問題選擇合適的工藝、工程，進行方案比選，最終確定適合項目的最優(yōu)方案。如有學生基礎較薄弱，不能夠理解所采用的工藝，還要針對具體工藝加強指導，使學生真正明白工藝方法再采用，拒絕生搬硬套，真正做到“知其然并知其所以然”，這樣才能保證后續(xù)的設計過程能夠順利進行。

最后，設計階段是學生要花費大量時間和精力的重要階段，也是畢業(yè)設計成果高質量呈現(xiàn)的關鍵時期。在設計階段，要制定詳細的時間節(jié)點，有效控制課題進度，并在答辯前兩個月進行中期檢查，如未達到要求的由學院發(fā)布警示通知，以確保課題能夠按照時間要求完成；采取師生集中工作制度，這樣不僅能夠提高學生的工作效率，同時也加強了指導教師與學生的溝通交流，及時發(fā)現(xiàn)錯誤并改正；定期與行業(yè)或企業(yè)導師進行面談或視頻交流，請企業(yè)導師答疑解惑，給學生講解設計規(guī)范、標準及注意事項等問題。在設計階段，重點指導學生如何進行工程布局、設計選型、設計計算和標準繪圖，指導學生基于工程背景如地域、面積、規(guī)模等進行合理布局；幫助學生理解設計參數選擇的差異性，確保設計參數科學合理，計算正確；幫助學生理解工程圖紙的規(guī)范性，提高學生的工程圖紙繪制能力；指導學生合理計算工程建設及運行過程的經濟概算、項目管理等內容，逐步提高學生的工程設計能力。此外，為深化新工科和工程教育理念，還可鼓勵學有余力的學生深入學習，大膽設計，進行自主創(chuàng)新。

3.5加強答辯管理，完善成績評定辦法

高校新工科和工程教育的發(fā)展離不開社會的認可和行業(yè)、企業(yè)專家的保駕護航，這既是本科教育持續(xù)改進和發(fā)展的必要環(huán)境，同時也是高等教育持續(xù)發(fā)展的影響因素［12］。為進一步培養(yǎng)學生解決復雜環(huán)境工程問題的能力，鼓勵行業(yè)或企業(yè)專家參與畢業(yè)設計的成績評定工作，由校企雙師共同指導的畢業(yè)設計必須經過校外導師的評閱認可方能進入答辯環(huán)節(jié)。邀請具有工程背景的同行專家或企業(yè)導師作為答辯組成員全程參與答辯，以便對學生解決復雜環(huán)境工程問題的手段和方法等進行提問和評價；同時盡量采取小組間交叉開展畢業(yè)設計答辯的形式，即指導教師與學生不在同一答辯組，避免指導教師干擾因素的影響。

學生畢業(yè)設計的總成績由指導教師評閱、交叉評閱和答辯小組評閱三部分組成，評分比例分別為40%、20%和40%。答辯前指導教師（包括校內導師和企業(yè)導師）及交叉評閱教師嚴把材料審核，對于存在設計文本較差、圖紙不規(guī)范、論文查重超標等問題的學生，不允許參加答辯。答辯時答辯小組認真記錄學生存在的問題，并于答辯后由指導教師審核材料，查看設計成果整改情況，合格后方可審核通過。嚴格成績評定過程，成績評定方法要嚴格按照課程大綱中的課程目標分值比例對所支撐的課程目標達成情況進行評分，科學評價學生的課程目標達成與否，以便根據存在問題在下一年的畢業(yè)設計環(huán)節(jié)進行持續(xù)改進。

結語

新工科背景下基于OBE理念對本科畢業(yè)設計嚴格把關，不僅可以提高學生的工程設計專業(yè)技能，更能系統(tǒng)培養(yǎng)學生的批判思維和創(chuàng)造創(chuàng)新能力。本文通過對地方高校環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)設計現(xiàn)狀及存在問題的分析，提出了“以學生為中心、以能力提升為導向”的畢業(yè)設計質量提升途徑，強調了從提高指導教師工程能力、加強校企聯(lián)合培養(yǎng)，到加強選題環(huán)節(jié)管理、注重因才設題，從加強專業(yè)課程設計過程訓練，再細化到各階段全過程指導過程，創(chuàng)新性地培養(yǎng)學生的工程能力，最后完善畢業(yè)設計評閱和答辯管理，進而實現(xiàn)高質量培養(yǎng)工程技術人才的目標。

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基金項目：本文得到2022年寧波大學教學改革研究項目重點項目（JYXMXZD2022028）；寧波市公益類科技計劃項目（2022S119）；2023年寧波大學“四新”教學改革研究項目（SXJXGG2023012）；2023年寧波大學土木工程與地理環(huán)境學院一流本科課程培育建設項目及2021年度“雙萬計劃”省級一流本科專業(yè)建設點支持

作者簡介：姚敏（1982—），女，滿族，遼寧撫順人，博士，講師，研究方向：水污染控制與治理、污染土壤修復與利用；韓俊成（1989—），男，漢族，安徽潁上人，博士，講師，研究方向：環(huán)境微生物學、水污染控制；李兵（1977—），男，漢族，江蘇姜堰人，博士，副教授，研究方向：固體廢棄物資源化利用。